專利名稱：一種抗菌素生產廢水處理過程控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及抗菌素生產廢水處理的過程控制。
由于抗菌素生產廢水處理過程中應用的常規儀表，只能對某個工藝參數單獨進行檢測顯示控制。而在許多情況下，工藝過程需要幾個參數來確定工藝過程的狀態時，控制系統就會變的復雜而龐大，甚至有些功能仍不能實現。
近年來可編程控制器PLC可以將整個工藝過程的多個參數連接起來，構成功能齊全的控制裝置。但因其設計時考慮到裝置自身的通用性、功能的完整性及用戶程序二次開發功能的必要性等方面的要求，亦使系統變得復雜，其價格昂貴，且對應用和開發均有較高的要求。對于一個特定的工藝過程控制，就顯得很不經濟。對于簡易型PLC來講，又存在設定時間周期和順序控制參數在線修改不方便或不能修改。控制狀態顯示不直觀或無顯示。程序編制和更改及寫入需要有專門設備和專業人員操作等問題。因此，對某個特定的工藝過程，如何設計一種既能滿足工藝控制要求，又能達到先進、簡單、經濟、操作方便的過程控制裝置，一直是本專業人員努力探討的問題。
本實用新型的目的就是要設計一種抗菌素生產廢水處理過程控制裝置，使其滿足工藝過程的控制要求，達到裝置設計先進，結構簡單，運行可靠，成本低廉，使普通工藝操作人員只依照簡要的使用說明就能靈活操作的目的。
本裝置由以下三部分組成詳見
圖1第一部分由安裝于現場的溫度傳感器1，液位傳感器3，泥面傳感器2，PH酸度計4，溶解氧檢測儀5組成。其功能是完成工藝過程參數的檢測。第二部分由安裝于現場的進水調節閥6，進氣調節閥7排水調節閥8，排泥調節閥9組成。其功能是接受閥門操作器控制，實現對工藝過程參數自動調節。第三部分是安裝于控制室的儀表柜10，儀表柜10上裝有單片微處理器、參數顯示器、操作鍵及相應的信號輸入電路，控制輸出及狀態顯示電路和閥門操作器(詳細結構見圖3)。其功能是完成檢測參數的運算和顯示，順序時間的顯示，順序控制狀態顯示，對某個工藝階段進行識別，并根據檢測工藝參數和設定的條件做出判斷、選擇、發出預警信號或操作提示，對時間周期或時間順序進行修正，并最終發出正確的控制信號。另外還可以對有關設定的工藝參數進行在線檢查和修改，還具有強制進入某一工藝階段運行的功能使工藝過程控制變的更加方便和靈活。
由于采用了新型單片微處理器AT89S8252，使硬件電路具有以下特點，電路不需要外加存貯器，單片微處理器具有8K字節可下載閃速存儲器，做為應用軟件存貯器，2K字節EEPROM做為數據存貯器解決了掉電使內部數字丟失問題。256字節RAM做為軟件運行的暫存區。三級程序存儲器加密。32條I/0線。可編程WATCH DOG看門狗電路。3個16位定時器/計數器。6個二級中斷源結構。一個全雙工串行口為系統設計成網絡工作站提供了硬件基礎。可見只要增加少量外圍電路即可組成一個功能先進，結構簡單，運行可靠且經濟實用的控制裝置。在軟件編程方面由于AT89S8252產品與MCS-51TM系列產品兼容，所以任何可以開發51系列單片機的裝置只要增加一個適配接口就可方便地實現對AT89S8252的編程、調試、寫入。這將使編程變的極為方便。本裝置的軟件編程中，在保證實現工藝過程控制功能的基礎上，盡量使系統操作簡便，以達到普通工藝操作人員都能方便應用裝置的目的。
本裝置的工作過程簡述如下從電路系統圖2看，當溫度1、泥面2、液位3、PH酸度計4、溶解氧5等傳感器的信號由多路電子開關11，根據光電隔離電路13送來的選通信號，接入某一傳感器的信號，該信號被送入電流/頻率轉換電路12，轉換為相應頻率信號，經由光電隔離電路14，送入微處理器32的計數器輸入端，微處理器32對該頻率信號進行相應處理后，將顯示值通過顯示驅動電路15，送給參數顯示器16a，進行顯示(參數可定點顯示，也可各點依次循環顯示)。此時，時間顯示器16b顯示的是運行時間。微處理器32根據已設定的順序時間和工作條件，與檢測的參數及實際運行時間進行比較，以確定某一時間到達并符合某一參數條件的控制輸出。以進水調節閥關時間到為例，當液位信號達到80％，運行時間達到4小時，微處理器32檢查到符合進水調節閥關的設定條件，就發出控制信號使進水調節閥狀態指示器25不發光，光電隔離電路17切斷送給閥門操作器21的開閥信號，閥門操作器21將驅動進水調節閥6處于關閉狀態，同時顯示閥門處于關閉狀態，這里要說明的是閥門操作器21還為控制回路提供了一個后備手操作器，以備工藝系統在故障狀態下實現緊急處理。其它參數的檢測、顯示以及其它幾個調節閥的控制動作與上述舉例基本相同。這里就不一一贅述。
圖1是該裝置的控制系統。
圖2是該裝置的電路系統圖。
圖3是該裝置的電路原理圖。
以本裝置用于某制藥廠抗菌素生產廢水凈化處理過程為例，裝置開始工作前首先通過面板上設定鍵29，增值鍵30，減值鍵31，依次設定溫度為25℃，液位為80％，泥面為1米，PH值為6.5，溶解氧為3mg/L，以上參數超出將都給出報警及操作提示，繼續設定進水調節閥6開時間為2分鐘，關時間為4小時。進氣調節閥7開時間為15分鐘，關時間為9小時。排水調節閥8開時間10時30分，關時間11時30分。排泥調節閥9開的時間11時35分，關時間為11時55分。整個工作周期設定為12小時。當所有參數設定完畢，即可同時按下30和31兩鍵5秒鐘后，系統進入運行狀態，2分鐘后進水調節閥6開時間到裝置發出控制信號，進水狀態顯示器25亮表示工藝進入進水階段，光電隔離器17送開閥信號給21，閥門操作器21驅動進水調節閥6打開，將生產廢水引入曝氣池33中。15分鐘后進氣調節閥7開的時間到，控制信號使進氣狀態顯示器26發光，光電隔離器18送開閥信號給閥門操作器22，使其驅動進氣調節閥7打開。工藝運行在進水、進氣階段。在此期間裝置對溫度、液位、泥面、PH值、溶解氧等傳感器送來的信號進行判斷，并確定工藝過程是否正常，是否有參數超限，是否要給出操作提示，例如藥劑投入量的增、減等將會顯示在顯示器16a上，若有參數超限微處理器32觸發報警電路34發出報警。當工藝系統進行到4小時，裝置發出關進水調節閥6的信號，使狀態顯示器25熄滅，光電隔離器17切斷送給閥門操作器21的信號，使其驅動進水調節閥6關閉。此時工藝運行在反應階段。在反應階段、前述各傳感器來的信號的顯示，判別發出報警等工作照常進行。當工藝運行到9小時，裝置發出關進氣調節閥7的信號，使進氣狀態顯示器18熄滅，光電隔離器18切斷送給閥門操作器22的開閥信號，使其驅動進氣調節閥7關閉，此時工藝系統進入閑置階段。這時泥面傳感器2送來的信號將指示出沉淀物的多少，也即反映出泥水分離的效果，是否達到排水要求，當達到排水要求且排水設定時間(10時30分)到達時，裝置發出開啟排水調節閥8的信號，使排水狀態顯示器27發光，并通過光電隔離器19，送開閥信號給閥門操作器23，使驅動排水調節閥8開啟。此時工藝過程進入排水階段。接著裝置根據液位傳感器3的信號，檢查排水狀況，當液位高度及排水調節閥關時間到達時(11時35分)，裝置發出關閥信號，使狀態顯示器27熄滅，光電隔離器19切斷送往閥門操作器23的信號，使其驅動排水調節閥8關閉。過5分鐘后(11時35分)裝置發出排泥調節閥9開啟信號，使排泥狀態顯示器28發光，光電隔離器20將開排泥調節閥9的信號送給閥門操作器24，使其驅動排泥調節閥9開啟。此時工藝過程運行在排泥階段，當運行到11時55分則裝置發出關排泥調節閥的信號，使排泥狀態顯示器28熄滅，光電隔離器20切斷送給閥門操作器24的開閥信號，使其驅動排泥調節閥9關閉，再經5分鐘后即可完成一個工作周期。操作人員如果還要繼續進行廢水凈化處理，則可再次啟動裝置進入運行，而不需要重新設定。如需要修改參數可在系統運行后再進行，將會更為方便。應用本裝置控制工藝系統完成一個工作周期后即可使COD去除率等工藝指標達到國家排放標準。工藝系統的工作過程自動化水平提高，使工藝設備的運行效率提高15％，間接地節約原料及能源。由于其結構簡單，成本低所以可節省投資。
權利要求1 一種抗菌素生產廢水處理過程控制裝置，它由溫度傳感器1、泥面傳感器2、液位傳感器3、PH酸度計4、溶解氧檢測儀5及進水調節閥6、進氣調節閥7、排水調節閥8、排泥調節閥9和儀表柜10組成，其特征在于所述儀表柜中包括A 一個操作、顯示、報警控制電路，由內置控制程序的單片微處理器32、顯示驅動電路15、參數顯示器16a、時間顯示器16b、設定鍵29、增值鍵30、減值鍵31、報警電路34組成，單片微處理器32的I/O口線與顯示驅動電路15的信號輸入端及控制端相連接，驅動電路15的輸出端分別與參數顯示器16a，時間顯示器16b中的數顯電路連接構成顯示電路，而設定鍵29，增值鍵30，減值鍵31分別與單片微處理器32的I/O口線連接并通過相應編碼組合完成不同操作，報警電路34與單片微處理器32的口線連接構成參數超限報警電路，B一個信號轉換電路，由多路切換開關11、電流/頻率轉換電路12、光電隔離電路13、14組成，多路切換開關11的輸入端分別與溫度傳感器1、泥面傳感器2、液位傳感器3、PH酸度計4、溶解氧檢測儀5相連接，多路切換開關11的控制端經由光電隔離電路13與單片微處理器32的I/O口線相連接，以獲得切換必需的選通信號，而多路切換開關11的公共輸出端與電流/頻率轉換電路12連接，將被選通的傳感器信號轉換成頻率信號，經由光電隔離電路14送給單片微處理器32的計數輸入端，C 一個控制輸出電路，由狀態顯示器25、26、27、28，光電隔離電路17、18、19、20，閥門操作器21、22、23、24組成，狀態顯示器25的輸入端與單片微處理器32的I/O口線相連，狀態顯示器25的輸出端經光電隔離電路17與閥門操作器21相連構成對進水調節閥6的控制電路，而狀態顯示器26的輸入端與單片微處理器32的I/O口線相連，狀態顯示器26的輸出端經光電隔離電路18與閥門操作器22相連，構成對進氣調節閥7的控制電路，又狀態顯示器27的輸入端與單片微處理器32的I/O口線相連，狀態顯示器27的輸出端經光電隔離電路19與閥門操作器23相連，構成排水調節閥8的控制電路，狀態顯示器28的輸入端與單片微處理器32的I/O口線相連，狀態顯示器28的輸出端經光電隔離電路20與閥門操作器24連接，構成排泥調節閥9的控制電路。
2 如權利要求1所述裝置，其特征在于單片微處理器32是采用AT89S8252型單片微處理器，該單片微處理器內部具有可編程看門狗電路，本裝置將看門狗監視時間設置在1～65536毫秒內。
3 如權利要求1所述裝置，其特征在于，光電隔離電路13和14使裝置輸入信號電路與微處理器32，實現電磁隔離，由光電隔離電路17、18、19、20使裝置控制輸出電路與微處理器32實現電磁隔離。
專利摘要本實用新型是一種抗菌素生產廢水處理過程控制裝置,能夠實現整個工藝過程的參數檢測、顯示、報警、操作提示及時間周期和時間順序的控制,采用單片微處理器及外圍電路與檢測儀表和調節閥共同構成一個電路先進、結構簡單、運行可靠、價格低廉、使用方便的工藝過程控制裝置。本裝置可提高工藝過程的自動化水平,使工藝設備的運行效率提高,減少工藝過程中的故障,從而間接地節約生產原料及能源。
文檔編號G05B13/02GK2396418SQ9823313
公開日2000年9月13日 申請日期1998年11月9日 優先權日1998年11月9日
發明者劉亞軍, 邢定奎 申請人:機械工業部第七設計研究院